部分思考题答案

1、惠斯登电桥研究1、电桥灵敏度是否越高越好？哪些量关系到电桥灵敏度？答：不是。与电桥灵敏度 S 相关的物理量有：电源电压大小、桥臂电阻大小、桥臂电阻大小分配比例、监测仪表的灵敏度和内阻。2、惠斯登电桥不能应用于测量低值电阻的原因是什么？不能应用于测量高值电阻的原因又是什么？答：对于低电阻，由于存在数字电压表的输入阻抗、接触电阻和导线电阻，使得测量电阻失去准确性；对于高电阻，由于测量电阻越高，则电桥的总电阻越大，则电流越小。 由于检流计的灵敏度的限制，当测量电阻过高时， 检流计无法检测电流的变化。3、与电桥灵敏度S 相关的物理量有哪些？该实验原理图1 中，当RX与R2 比值变大时， 电桥灵敏度 S

2、 变化情况如何？答：与电桥灵敏度 S 相关的物理量有：电源电压大小、桥臂电阻大小、桥臂电阻大小分配比例、监测仪表的灵敏度和内阻。 RX与 R2 比值 =1 时，灵敏度 S 最大，当 RX与 R2 比值偏离 1 越大时，灵敏度 S 越小。4、为什么用电桥测电阻前，要先用万用表粗测？答：因为用电桥测电阻时， 对被测电阻的大小需要事先有个估测范围， 这样不但能更快地测量出待测电阻的阻值大小， 同时也保护检流计， 不致过载而损坏。 所以要先用万用表粗测后，再进行用电桥精确测量。电位差计测电池电动势和内阻1、如果待测电动势超出仪器的最大量程，请问应如何解决，试画出电路？答：利用分压法接线。R1 和 R2

3、 为电阻箱阻值可利用读数直接读出。把 R2 两端的电压由电位差计直接测出 U2。那么待测电压为：U 待测R1 R2 U2R22、电位差计是利用什么原理制成的？答：电位差计是根据补偿原理制成的测量电动势的仪器， 它是将被测量与已知标准量相比较的测量仪器。测定未知电动势EX，可采用图 1 电路，调节 E 使检流计指零，则回路中两电源的电动势 E 和 EX 大小相等，即 E=EX，此时称电路达到电压补偿。如 E 已知，则可求得 EX，这种测量电动势的方法称为电压补偿法。直流电桥与金属箔式电阻1、什么叫金属的电阻应变效应？常见的电阻应变片有哪几种？答： 金属丝的电阻随着它所受的机械变形（拉伸或压缩）的

4、大小而发生相应变化的现象称为“金属的电阻应变效应” 。常见的电阻应变片有“丝式”和“箔式” 。这种应变片电阻温度系数较小，但灵敏度较低。2、单臂、半桥、全桥电路各有几种不同的接法？答：单臂电路有8 种, 半桥电路有 12 种, 全桥电路有 2 种解法。3、单臂电桥、半桥、全桥电路的灵敏度S1、 S2、 S3 之间的比例关系如何？答：它们的比例关系为S1：S2： S3=1:2:4牛顿环测透镜曲率半径1、实验中为什么测牛顿环的直径而不是牛顿环的半径？答：由于牛顿环的圆心无法准确确定， 测它的半径实验误差大， 而测牛顿环的直径可以通过十字丝叉与圆环相切来准确确定，这样误差就比测半径来的小，所以实验中

5、采用测牛顿环的直径。2、本实验采用“遂差法”来处理数据，其好处是什么？答：可以避免实验中条纹级数难于确定的困难，减少实验的误差。3、牛顿环涉条纹间的间距是否为等间距？为什么？答：牛顿环涉条纹间的间距是不等间距。由公式 rk2kR 可得，条纹间的间距：r rk 1 rk =(k 1)RkR=( k 1k )R由此可知，r 是与 k 有关的，是非线性关系的，它随着k 的增大，r 在减小，所以说，牛顿环涉条纹间的间距是不等间距。4、如何用等厚干涉原理检验光学平面的表面质量？答：当用等厚干涉原理 (牛顿环 )来检验光学器件平面的表面质量时，如果表面质量很好，它呈现的现象是规则的明暗相间同心圆环； 如果

6、表面质量不好， 则它的现象就是不够规则的圆，圆环有些变形。5、实验中可用测量弦长代替直径的条件是什么？证明D k2m D k2Sk2mSk2 ，并画图辅助证明。答：用测量弦长代替直径的条件是： 读数显微镜视场中的观测线不经过圆心且与待观测的同心圆环有相交点。证明：由于在两个相似三角形中，圆心到弦长的垂线相等，有 (画图略 )OA 2AC 2OB 2BC 2 OA1 D2， AC1 S2， OB1 D2， BC1 S22km2km2k2 k 1 D k2m1 Sk2 m1 D k21 Sk22222 D k2 mD k2Sk2 mSk2证毕。光的衍射1、 请写出利用衍射原理来测量狭缝大小a 的公

7、式（已知衍射距离L 和激光波长的值）a2L( xk )答：狭缝大小 a 的计算公式为：k2、请描绘出二维光栅的激光衍射图样。答：二维光栅的激光衍射图样为点阵图样，画图略。3、衍射图样的清晰效果与哪些因素有关，分别是什么样的关系?答： 在相同波长的光源情况下，衍射图样的清晰效果与衍射物的尺寸大小a 及衍射距离L有关。衍射物的尺寸大小a 越小，衍射现象越明显；衍射距离L 越大，衍射现象越明显。光的偏振1、产生偏振光的方法有哪几种？答：光波电矢量固定在某一平面内振动时称为平面偏振光 (也称线偏振光 )。将自然光变成偏振光的器件称起偏器， 用来检验偏振光的器件称检偏器。 实际上，起偏器和检偏器是互相通

8、用的。(1)利用偏振片起偏和检偏。(2)利用反射和折射起偏。自然光在两种介质的分界面上反射和折射时， 反射光和折射光就能成为部分偏振光或完全偏振光。(3)利用双折射晶体起偏。 某些单轴晶体 (如方解石、冰洲石等 )具有双折射现象。2、用一片偏振片能否把自然光、部分偏振光、完全偏振光区别开来?为什么？答：用一片偏振片可以把自然光、部分偏振光、完全偏振光区别开来。区别方法是：把偏振片的偏振化指针旋转 90 度，透过它观察光强的变化情况，如果光强不变，则为自然光；如果光强会变暗，但不会完全消光，则为部分偏振光；如果会出现消光现象，则为完全偏振光。3、何谓双折射?两折射光是什么性质的光?互成什么关系?答：某些单轴晶体 (如方解石、冰洲石等 )具有双折射现象。这类晶体中存在这样一个方向，沿着这方向传播的光不发生双折射， 该方向称为光轴。 沿其他方向